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铸件

/casting/
条目作者陶令恒曾艺成
条目作者陶令恒

陶令恒

曾艺成

曾艺成

最后更新 2022-12-23
浏览 174
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将熔融金属注入铸型,凝固后得到的具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或零件毛坯。

英文名称
casting
所属学科
机械工程

用铸造方法获得的金属物件,即把熔炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理等后处理(见铸件后处理),所得到的具有一定形状、尺寸和性能的物件。

铸件有多种分类方法:①按其所用金属材料的不同,分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件、铸造高温合金件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等。②按铸型成形方法的不同,可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多,约占全部铸件产量的80%。铝、镁、锌等有色金属铸件,除砂型铸件外,还有金属型铸件及压铸件等。

铸件的形状、尺寸、成分、组织、性能等对使用要求的符合程度。包括外观质量、内在质量和使用质量3个方面。①外观质量,指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形位偏差、重量偏差。②内在质量,指铸件的化学成分、物理性能、力学性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等。③使用质量,指铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震性能、被切削性、可焊性等工艺性能。

铸件质量对机械产品的性能有很大影响,例如机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。

影响铸件质量的因素有:①铸件的设计工艺性。进行设计时,应根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,包括尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸件的成分偏析、变形、裂纹等缺陷的产生。②铸造工艺。应根据铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等,以保证获得优质铸件。③铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂,以及铸造砂、型砂黏结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。④工艺操作。应制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。

铸造生产中,要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验所需的工艺守则与技术文件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。最后对成品铸件做质量检验。要配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对铸件的外观质量,可用比较样块来判断铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法、荧光渗透法检查;几何尺寸可用划线、三坐标检测仪等。对铸件的内在质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。

铸件应具有优良的物理和力学性能,物理性能有密度、收缩率、热导率、比热、电阻率及线膨胀系数等。力学性能有强度、硬度、韧性等性能外,还可兼具一种或多种特殊性能,如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。铸件的重量和尺寸范围很宽,重量最轻的只有几百毫克,最重的可达到五百多吨,壁厚最薄的只有0.5毫米,最厚可超过1米,长度可由几毫米到十几米。古代用铸造制作钱币、祭器、兵器、工具和一些生活用具。近代,铸件用作机器的零部件,精密铸件,可直接用作机器的零部件。铸件已广泛应用于航空航天、原子能、电子、动力、交通、矿山、冶金、机械、纺织、农机、日用五金等各行各业。铸件在机械产品中的比重大,如拖拉机中,铸件重量约占整机重量的50%~70%;农业机械中占40%~70%;机床、内燃机等中达70%~90%。各类铸件中,以机械用的铸件品种最多,形状最复杂,用量也最大,约占铸件总产量的60%。其他各行业也都需要使用铸件。

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